摘要: 电流感测放大器、双比较器和外部开关的组合可用于阻止极性反转电池或短路负载的影响。
电流感测放大器、双比较器和外部CMOS开关的组合可用于防止反极性电池或短路负载的破坏性影响。
使用最广泛的过流保护装置是一个简单的保险丝。由于过载而产生的大电流加热易熔金属连接,使其熔化并打开电路。保险丝简单、经济。然而,熔断器的反应时间相对较长,电阻高,并且需要更换,这使得它们在某些应用中不切实际。
除了输出短路保护外,逻辑控制开关还可以提供低损耗开关和低静态电流(图1)。MAX623调节电荷泵(IC1)为nMOSFET开关产生V(BATT) + 10v的栅极驱动Q1。通过对开/关输入施加V(BATT)来打开电路。V(OUT)(引脚9和10)然后在一毫秒左右的时间内泵送到(V(BATT) + 10V),为MAX9943运算放大器(IC2)提供电源。为了确保Q1保持关断,直到有足够的栅极驱动可用,当上升输出等于V(CC) + 8V时,IC1中的阈值检测器触发PR端(IC1的6脚)的0v到V(BATT)转换。
图1所示 这种逻辑控制开关电路在R(LOAD)时提供短路保护。
PR端出现的V(BATT)在运放的反相输入端产生0.75 × V(BATT),在非反相输入端产生100ms脉冲。脉冲将Q1踢入导通,只要源电压比运放的反相输入更正,Q1就保持导通。R1反馈提供短路保护。如果高负载电流使源电压低于反相输入端的参考电平,则栅极驱动器变低并关断Q1。崩溃的负载电压然后锁住开关。要复位,将on/off输入拉到地至少100ms,然后回到V(BATT)。
在图2中的电路中,一个pMOSFET Q1提供无源保护,防止电池反转,第二个MOSFET Q3在正向电流过大的情况下断开负载与电池的连接。无论电池极性如何,您都应该定向mosfet的主体二极管,以防止在任何设备关闭时电流流动。
图2 这种电路可以防止电池极性反转或负载短路的影响。R1设置限流门限。
例如,Q1反向连接(相对于传统做法),使其本体二极管与正常电流方向对齐。正确安装的电池将Q1的栅极拉到低于其电源5V以上,从而接通Q1。反向电池将栅极拖到电源上方,通过反向偏置本体二极管来阻断电流流动。
MAX4172电流检测放大器IC2在OUT(引脚8)产生一个小的输出电流,该电流与检测电阻R(sense)上的电压成正比。通过R8产生的电压控制MAX933 (IC1)中的比较器B。在正常操作期间,Q3保持开,因为两个比较器输出都是高电平。当负载电流在R8上产生足够的电压使B比较器跳闸时,Q3关闭并断开电池与负载的连接。同时,Q5将B比较器的反相输入拉到供电轨,在供电轨下降时锁存Q3。Q2加速了Q3的关闭。
比较器A作为安全阀,在发生快速短路时关闭Q3。(在没有Q3的情况下,短路导致振荡:负载电流的初始增加驱动Q4打开和Q3关闭,由此产生的电源电压损失杀死IC2,允许Q3再次打开。)R8将0A的电流限制设置为1A,根据下式,其中100是IC2内部的增益因子;R(SENSE)为RS+和RS-端子之间的检测电阻的值,单位为欧姆;V(TH)为IC1中比较器的1.18V阈值:
I(极限)= v (th)/ r8 × 100/ r(意义)
这篇文章的类似版本出现在1996年3月1日的EDN上。
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